背景介绍
农药在保护农作物免受外界侵害、促进生长、保证产量等方面发挥重要作用。然而，各种不同的环境因素，尤其是紫外线会导致光敏农药化学基团不稳定，造成农药易变质失去药效。
四川大学石碧院士、蒋智成副研究员等以木质素和单宁为原料，利用木质素中的苯环和单宁中的酚羟基，协同自组装制备了木质素-单宁纳米颗粒（LT），并将其掺入聚乙烯醇（PVA）薄膜中，制得了一种兼具紫外屏蔽功能和高透明性的复合薄膜，该薄膜可实现对光敏农药的长效保护。该论文第一作者为四川大学轻工科学与工程学院博士研究生马娅，通讯作者为四川大学轻工科学与工程学院蒋智成副研究员。
图文解读
图1 复合薄膜的制备及其机械性能
如图1，单宁的加入可以提高复合纳米颗粒的亲水性，促进LT在PVA中的分散。木质素和单宁均能与PVA形成氢键，单宁中丰富的酚羟基大幅增加了复合纳米颗粒与PVA形成的氢键数量，因此，PVA-LT的抗张强度为72.2 MJ/m3，断裂长度增加，热稳定性提高。
图2 不同薄膜的光学性能
如图2，相较于木质素和单宁分别自组装得到的纳米颗粒，木质素-单宁复合纳米颗粒的紫外吸收能力更强，归因于单宁中丰富的酚羟基以及木质素与单宁之间强π-π堆积作用。在复合纳米颗粒3%的低添加量下，薄膜能够屏蔽超95%的UVA和UVB，且UPF值高达103.2，远超商业标准（50）。此外，该薄膜保有较高的透明度，能够确保植物正常的光合作用。
图3 薄膜对光敏农药的保护性能
如图3，四种光敏农药在PVA-LT薄膜的保护下，经过强紫外线辐照后，保留率均较高，实现了对光敏农药的长效保护。由于LT能够和PVA形成致密的氢键网络，可以阻隔水蒸气的透过，有利于植物生长。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.nantod.2024.102550
作者简介
蒋智成，四川大学轻工科学与工程学院副研究员，博士生导师，四川大学“双百”人才计划入选者，入选美国斯坦福大学“全球前2%顶尖科学家”。主要从事生物质催化转化制备高值化学品、生物基纳米功能材料的研究。主持国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划专项子课题、四川省科技厅面上项目等。在Appl Catal B、Chem Eng J、ACS Catal、Nano Today等国际重要学术刊物发表论文70余篇。担任Green Energy & Environment、Collagen and Leather、Green Carbon青年编委。
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